Цифровой частотный демодулятор

Авторы патента:

H03M1/60 - Кодирование, декодирование или преобразование кода вообще (с использованием гидравлических или пневматических средств F15C 4/00; оптические аналого-цифровые преобразователи G02F 7/00; кодирование, декодирование или преобразование кода, специально предназначенное для особых случаев применения, см. в соответствующих подклассах, например G01D,G01R,G06F,G06T, G09G,G10L,G11B,G11C;H04B, H04L,H04M, H04N; шифрование или дешифрование для тайнописи или других целей, связанных с секретной перепиской, G09C)

G01R23/06 - путем преобразования частоты в амплитудные изменения тока или напряжения

ОПЙСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

264450

Соитз Советских 60i4H3ItHC tH48CttHIt

Республик

Зависимое от звт. свидетель тва . 4

Заявлено 08Х1,1967 (№ 1170577/18-24) Кл. 21ат, 36/12 с I I P t t c oct t i t i e t t t i c it;s alt a at t . о

11риоритет

11ПК H 03k

УДК 621.376.56(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 03.111,1970, Бк>ллстепь,1х> 9

Дача опубликования описания 12Х1.1с170 при Совете Министров

СССР

Л вторы изобрете iii;i

В. П. Данчеев и М. 3. Новиков

Заявитель

ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТНЫИ ДЕМОДУЛЯТОР

Изобретение относится к области цифровых управляющих и моделирутощих устройств.

Известны цифровые частотные демодуляторы, содержащие счетчик, управлятощий триггер и вь1ходпой регистр.

Известные устройства имеют следующие недостатки:

1. Выходной сигнал устройства представляет собой периодические линейно нарастающие колеоания, в которых величина частоты исследуемого потока тередается пиковыми значениями. Удовлетворительный для работы вручнуто гакой сигнал неудооен для систем автоматического уllp2B;Icktktkt, так 1 .BK Он пс дает возможности непрерывно вводить величину частоты в последующие вычислительные блоки.

2. Усреднение машинной переменной (частоты потока) производится за продолжительный промежуток времени, что ухудшает динамические свопства замкнутой спсгемы управления.

Предлагаемый цифровой частотный демодулятор позволяет устранить первый недостаток и добиться большего быстродействия за счег использования принципиально иного способа демодуляции, при котором каждый поступающий импульс (илп пауза) управляет с помощью триггера ii вентильных групп непосредст,венной записью в выходном регистре одного из двоичных символов модулирующего сиг1 ала, Предлагаемый демодулятор содержит «единпчнуl0» и «нулевую» группы вентилей, вы%оды каждого вентиля «нулевой» группы подключены к нулевым входам соответствующих триггеров выходного регистра, а управляющие входы каждого вентиля «нулевой» группы обьединены и подсоединены к нулевому выходу управляющего триггера, выходы каждого венгпля «единичной» группы подключены к един;1ч10 ным входам соответствующих триггеров выходного регистра, а управляющие входы каждого венптля «единичной» группы объединены и подсоединены к единичному выходу управляющего трип ера, информационные входь1

15 вентилей разноименных групп вентилей объединены попарно 110 одному вентилю из ка>кдой группы II соединены с импульсными выходами соответствующих триггеров счетчика. Это позгсляет уменьшить динамическую ошибку

20 демодуляции, В основу работы предлагаемого демодуля1ора положен цифровой способ модуляции частоты импульсного потока, заключающийся и

25 «расщеплении» (c помощью двоичного c-telI ttка) тактовой последовательности импул сов на набор непересекающихся импульсных лотоков с частотами 2 т, 2 -, ..., в модуляции кажäîãî пз этих потоков определенным двон ГиыМ

30 символ<>м модулирутощего числа и ." lit Ill!I:1 tlo264450,х(/): 1г1(1) 2

М О 1ХЛ и и 11 l лученных потоков в одну цифровую часто. ную последовательность

Чтобы дать строгое определение цифров! I! способа модуляции, гребуется .BBañã 1 сл дуloщие обозначения.

ПуcTb периода ческая последов =lтe.1о нос Гь тактовых импульсов 1 „отмечает дискретное время 1=1, 2, 3..., c 111ппца которого оудег Называться тактом; х вЂ”вЂ” О или 1 вЂ” модулирующее число, которсс меняется достаточно медленно в сравнеп1ги с

ЧаСтОтОй таКтОВЫХ ИМПУЛЬСОВ, МОДУЛПРУ о1ЦЕС число воздействует на тактовую последовательность Vi!(t)) в результате чего образуется импульсная последовательность.

V(i) ==

) 1 прп наличии импульса в момент 1

J О при отсутствии импульса в момент t.

Тактовая последовательность разлагается на непересекающиеся несущие подпоследова гельности при i =2 вЂ” +й,- k> вЂ” 0,1, ..., вЂ” 1

1х г

i=1, 2, 3...

i = 1,2,3, ..., t2 вЂ” +Й, 2

Правило цифровой частотной определяется формулой (1) = Ó y 1(t) V,(t).

Выражение (3) указывает путь демодуляции как цифрового, так;l пl роизвольного часто1ного потока. Ллгоритм цифровой частотной демодуляции, на котором основан предлагаемый демодулятор, состоит из следующих этап.>в:

1) формирование наоора последовательностей V< (t) с помощью счетчика тактовых импульсов;

2) умножение последовательностей V; (t) на входной поток с помощью вентилей переноса и управляющего триггера

Vl (t) . V (t) = x,(t) V () 3) размещение полученных результатов по ячейкам .выходного регистра.

На чертеже изображена логическая схема предлагаемого цифрового частотного демодулятораа.

На вход 1 устройства подаются тактовые импульсы, которые, проходя через элемент 2 задержки на длительность т (меньшую, чем период тактовых импульсов), поступают на вход 3 тритгерного счегчика 4 тактовых импульсов. Триггеры 5, б, 7 счетчика снабжены формирующими цепочками (не изображенными на чертеже), вырабатывающими узкие импульсы в моменты перехода триггеров из «0» в «1». Выход каждой формирующей цепочки соединен с импульсными входами двух венти5

65 лей схемь1 «И» 8 вЂ” 9, 10 вЂ” 11, 12 вЂ” 13, принадлежащих «нулево11» 14 il «единичной» 15 линейкам. Импульсные .выходы вентилей нулевой и единичной линеек связаны с нулевым и единичным плечами выходного регистра 15.

Схемы «И» 8 вЂ” 18 линеек 14 и 15 управляются по потенциальным входам триггером 17. ели !pili!.ep 17 находится в состоянии «11», то отпираются вентили нулевой линейки 14, если

1рпггер 17 находится в состоянии «!», то отпираются схемы «И» лннепкп 15, Триггер 7 управляется частотно-модулированным сигналом V(t), который поступает со входа 18 устройства на единичное плечо триггера 17, и тактовыми импульсами, задержанными элементами 2 и !9 на 2 т, которые подаются на нулевое плечо триггера 17.

Рассмогрим случай, когда входной частотный поток дейстгвует в моменты поступления

Hill ll) IhcoB, ИмlI i!IB bi cHI нала V(tj перебрасывают триггер 17 в состояние «1», отпирается единичная линейка 15 вентилей «И».

Спустя промежуток т, узкий импульс, сформированной на одном из выходов счетчика 4, проходит через единичный вентиль и устанавливает соответствующий триггер регистра 15 в состояние «1». Если в такте i импульс V(t) отсутствует, триггер 17 остается в состоянии

«О». Открыта нулевая линейка 14 вентилей, в результате чего записывается нулевое значение соответствующего двоичного символа. После окончания такта демодуляции тактовые импульсы, задержанные на 2 т, перебрасывают триггер 17 в исходное состояние «О».

Когда цифровой частотный демодулятор используется для демодуляции произвольного частотно-импульсного сигнала, тактовая часгота выбирается выше наибольшей возможной частоты импульсов входной последовательности. Работая в тактовом времени, демодулятор в течение каждого такта «принимает» сведения о значении определенного двоичного символа модулиру1ощего сигнала и .по окончании времени приема (та та) помещает принятое значение сигнала в соответствующий разряд регистра 1б. Если в течение такта на вход демодулятора поступает импульс, то считается принятой единица, если импульс не приходит, «принимается» н ль.

Число разрядов счетчика 4 и регистра 1б равно числу разрядов числа, модулирующего входной поток импульсов. Если íà входе действует идеальная частотно-импульсная последовательность, число выбирается в соответствии с требованиями точности демодуляции и с учетом быстродействия импульс"Ihlx элементов.

Таким образом, цифровой частотный демодулятор может применяться для преобразования любых частотных, последовательностей н цифровую запись модулирующего числа, Кроме того, цифровон часготный демодулятор может быть использован как частотнос множительное устройство с цифровым выходом. На его входы 1 и 18 могут подаваться

1астотные потоки, модулированные соотвзтст2644о«0

1>в

1 гь

Сосгявитстн, А. А. Плагиии

Тскрсд Т. П. Кур!глко

Родик>ор H. 1>еливской

Корректор А. >Ч. Глазова

Заказ 1505,5 Тира к;>0О Подписное

ЦНИИПИ 1Со>витста ио делам изобретений и открытий ири Совстс Министров CCCP

Москва,<1(-35. Ряу:некая нг>В>., д. 4/5 1йи>ография III>. C;illi lí»> h . > венно сигналами g(t) и x(t), где g(t) имеет вид, аналогичный виду (1) x(E). Устройство будет выполнять операцию умножения, если

ВЫПОЛНяЕтСя НЕраВЕНСтВО Ii(г))X(t).

Предмет изобретенич

Цифровой частотный демодулятор, содержащий счетчик, управляющии григгер и выходной регистр, отлгг<гсггогггийсгг тем, что, с целью уменьшения динамической ошибки демодуляllli li, oH содер>кит «единя>гп 1<>» и «нулсвую» группы вентилей, выходы каж 101 о вец и.г!

«нулевой» группы подключены к пулевым вхоДаМ СООтВ тетВУЮЦ1ИХ тРИгГЕРОВ ВЫХОДНОГО РЕгистра, а управляющие входы каждого вентиля <нулевой» группы объединены и подсоединены к нулевому выходу упвавляющего триггера, выходы каждого вентиля «единичной»

5 группы подклкгчены к единичным входам со01 ветствующпх триггеров выходного реги;тра, а управляющие входы каждого венгиля:еди1iIi1ной» груllili l об ьL,-Iппоггы и подсоединены к едпннгно:11 выходу управляющего триггера.

1р информационные входь1 вентилей разноизгенilhlx групп вепти,чей объединены попарно по одному вен и, I f0 пз каждо!! Груlllihl и соединены с импульсными выходами соотвегствующи. триггеров счетчика.